RU2257293C1

RU2257293C1 - Device for molding ceramic articles from aqueous slips

Info

Publication number: RU2257293C1
Application number: RU2004109745/03A
Authority: RU
Inventors: Ф.Я. Бородай (RU); Ф.Я. Бородай; В.В. Платонов (RU); В.В. Платонов
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-07-27

Abstract

FIELD: ceramic industry; manufacture of articles from quartz ceramics and other ceramic materials by aqueous slip casting method in gypsum molds.

SUBSTANCE: proposed device has moisture-absorbing matrix, passive sectional core consisting of flange with centering rod and molding punch, slip filling and makeup system and control drive. Centering rod of core is provided with through passage where detachable tubular runner is mounted; this runner has makeup reservoir at one end and blank at other end. One end of runner is secured on core flange and other end is tightly sealed in molding punch tip. Blank has runner openings of 1-5 mm in diameter; its outer contour corresponds to profile of article being molded.

EFFECT: possibility of making articles of complex profile at large rounding-off radius and irregular thickness of walls.

1 dwg

Description

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть применено в производстве изделий из кварцевой керамики и других керамических материалов методом водного шликерного литья в гипсовых формах.The invention relates to the ceramic industry and can be used in the manufacture of articles made of quartz ceramics and other ceramic materials by the method of water slip casting in gypsum forms.

Известны устройства для формования керамических изделий сложной конфигурации с точными фиксированными размерами из водных шликеров путем набора твердой фазы шликера на поверхности всасывающих воду гипсовых форм (а.с. СССР №1570900, В 28 В 1/26, 1988 г.; патент РФ №2123928, В 28 В 1/26, 1997 г.). Они состоят из гипсовой формы (матрицы), воспроизводящей наружный профиль изделия, пассивного сердечника из влагонепроницаемого материала, формирующего профиль внутренней поверхности изделия, центрирующих элементов, фиксирующих соосное расположение сердечника в полости гипсовой формы, подпиточных емкостей и заливочного штуцера, расположенного в нижней части формы.Known devices for molding ceramic products of complex configuration with exact fixed sizes from aqueous slips by collecting the solid phase of the slurry on the surface of water-absorbing gypsum molds (USSR AS No. 1570900, B 28 V 1/26, 1988; RF patent No. 2133928 , B 28 B 1/26, 1997). They consist of a gypsum mold (matrix) that reproduces the outer profile of the product, a passive core made of a moisture-proof material, forming a profile of the inner surface of the product, centering elements that fix the coaxial arrangement of the core in the cavity of the gypsum mold, make-up containers and a filling fitting located in the lower part of the mold.

Заполнение формы шликером осуществляется, как правило, самотеком из загрузочного бака по схеме сообщающих сосудов через резиновый шланг и заливочный штуцер. После заполнения формы и подпиточных емкостей шликером подача шликера перекрывается в зоне заливочного штуцера, нижнее выходное отверстие формы герметизируется и происходит набор заготовки с подпиткой шликера сверху из прибыльных емкостей.Filling the mold with a slip is usually carried out by gravity from the loading tank according to the scheme of communicating vessels through a rubber hose and a filling fitting. After filling the mold and feed tanks with a slip, the feed of the slip is blocked in the area of the filling nozzle, the lower outlet of the mold is sealed and a blank is set up with the slip fed from the top of the profitable tanks.

Недостатком такого технического решения является значительный расход шликера особенно при формовании крупногабаритных изделий, сложность очистки системы подачи шликера от затвердевшей керамической массы, повышенный брак изделий в зоне подачи шликера в форму и особенно при формовании изделий с большим радиусом закругления.The disadvantage of this technical solution is the significant consumption of the slip, especially when molding large products, the difficulty of cleaning the feed system of the slip from the hardened ceramic mass, increased rejects in the feed zone of the slip in the mold, and especially when forming products with a large radius of curvature.

Наиболее близким по техническому решению (прототип) является устройство для формования керамических оболочек антенных обтекателей по патенту РФ №2137599, В 28 В 1/26, 1999 г. Устройство включает влагопоглощающую матрицу, пассивный сердечник с опорным фланцем и формообразующим стержнем, центровочные элементы, обеспечивающие соосную установку формы и сердечника, систему заполнения и подпитки формы шликером. Сердечник снабжен разъемным опорным фланцем и центрирующим штоком, на котором закреплен формообразующий стержень, проходящий на всю высоту сердечника, что повышает жесткость конструкции, точность изготовления сложнопрофильного сердечника и обеспечивает равнотолщинность отформованной заготовки.Closest to the technical solution (prototype) is a device for forming ceramic shells of antenna fairings according to the patent of the Russian Federation No. 2137599, 28 V 1/26, 1999. The device includes a moisture-absorbing matrix, a passive core with a support flange and a forming core, centering elements that provide coaxial installation of the mold and core, a system for filling and feeding the mold with a slip. The core is equipped with a detachable supporting flange and a centering rod, on which a forming rod is inserted, extending to the entire height of the core, which increases the rigidity of the structure, the accuracy of the manufacture of a complex core and ensures the uniform thickness of the molded workpiece.

Недостатками технических решений, как по прототипу, так и аналогам, является то, что они обеспечивают получение только изделий конической формы с малым радиусом закругления при вершине.The disadvantages of technical solutions, both for the prototype and analogues, is that they provide only products with a conical shape with a small radius of curvature at the apex.

Заливочный штуцер, расположенный в нижней части формы и проходящий через влагопоглощающую поверхность гипсовой формы, создает пассивную зону по набору керамической заготовки.The filling nozzle located in the lower part of the mold and passing through the moisture-absorbing surface of the gypsum mold creates a passive zone for the set of ceramic blanks.

При формовании изделий с большим радиусом при вершине набор заготовки в зоне заливочного штуцера не происходит, на изделиях возникают раковины, сквозные отверстия.When molding products with a large radius at the apex, a set of workpieces does not occur in the area of the filling nozzle; shells and through holes appear on the products.

Формование изделий по прототипу, особенно оболочек с большой сферической поверхностью при вершине, вызывает скопление на поверхности сердечника воздушных пузырей, полостей, которые формируют на внутренней поверхности заготовки раковины, открытые или закрытые поры, что приводит к браку изделий.The molding of products according to the prototype, especially shells with a large spherical surface at the apex, causes accumulation of air bubbles, cavities on the core surface, which open or close pores on the inner surface of the shell billet, which leads to marriage of the products.

Существующие аналоги и прототип предназначены для формования равнотолщинных по высоте оболочек или изделий с небольшим увеличением толщины стенки к прибыльной емкости (емкостям). Однако в ряде случаев возникает необходимость увеличения толщины стенки в носовой части изделия.Existing analogues and prototype are intended for molding shells or products of equal thickness along the height with a slight increase in wall thickness to a profitable capacity (tanks). However, in some cases there is a need to increase the wall thickness in the bow of the product.

Целью настоящего изобретения является получение изделий с большим радиусом закругления при вершине, улучшение качества изделий из кварцевой керамики и других материалов, формуемых методом водного шликерного литья в гипсовых формах, снижение технологических припусков для изделий, подвергающихся мех. обработке.The aim of the present invention is to obtain products with a large radius of curvature at the apex, improving the quality of products made of quartz ceramics and other materials molded by water slip casting in gypsum molds, reducing technological allowances for products exposed to fur. processing.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве, включающем влагопоглощающую матрицу, пассивный сердечник с опорным фланцем и формообразующим стержнем, центровочные элементы, обеспечивающие соосную установку формы и сердечника, систему заполнения и подпитки формы шликером, сердечник выполнен со сквозным центральным каналом, в котором размещена съемная трубчатая вставка, на одном конце которой имеется литниковая емкость, а на другом конце закреплена заглушка со сквозными отверстиями диаметром 1-5 мм на торце и кольцевым уплотнением на боковой поверхности, причем внешний профиль заглушки соответствует профилю внутренней поверхности формуемого изделия.This goal is achieved by the fact that in the proposed device, which includes a moisture-absorbing matrix, a passive core with a support flange and a forming core, centering elements providing coaxial installation of the mold and core, a system for filling and feeding the mold with a slip, the core is made with a through central channel in which is placed a removable tubular insert, on one end of which there is a gating capacity, and on the other end there is a plug with through holes with a diameter of 1-5 mm at the end and ring m seal on the side surface, and the outer profile of the plug corresponds to the profile of the inner surface of the molded product.

Предложенная конструкция в отличие от прототипа и аналогов имеет следующие преимущества.The proposed design, in contrast to the prototype and analogues has the following advantages.

1. Применение формы без заливочного отверстия в нижней части упрощает получение керамических заготовок с замкнутым контуром при вершине, позволяет формовать изделия сложной формы с большим радиусом при вершине. При этом уменьшаются технологические припуска, исключается отрыв заготовки в зоне заливочного штуцера (отверстия).1. The use of a mold without a filling hole in the lower part simplifies the production of ceramic blanks with a closed loop at the apex, and allows the molding of products of complex shape with a large radius at the apex. This reduces technological allowances, eliminates the separation of the workpiece in the area of the filling nozzle (hole).

2. Съемный литник с подпиточной емкостью обеспечивает заливку шликера в полость формы и прибыльные емкости с вершины заготовки без применения заливочных шлангов, штуцера, зажимов или кранов, что упрощает технологию получения изделий.2. A removable gate with a make-up tank ensures that the slip is poured into the mold cavity and profitable containers from the top of the workpiece without the use of filling hoses, a fitting, clamps or taps, which simplifies the technology for producing products.

3. Перфорированная заглушка литниковой вставки со сквозными отверстиями диаметром 1÷5 мм формирует заданный профиль внутренней поверхности изделия без раковин и пузырей.3. The perforated plug of the gate with through holes with a diameter of 1 ÷ 5 mm forms a predetermined profile of the inner surface of the product without shells and bubbles.

4. Съемная вставка позволяет применять для установки, монтажа и извлечения сердечника известные в прототипе механизмы и приспособления с использованием кранов или специальных подъемников.4. The removable insert allows you to use for installation, installation and extraction of the core known in the prototype mechanisms and devices using cranes or special lifts.

5. Съемный литник, выполненный из коррозионно-стойкого материала, позволяет обеспечить технологические требования по чистоте заливаемого шликера, исключает попадание в шликер посторонних примесей.5. A removable sprue made of a corrosion-resistant material allows to meet the technological requirements for the purity of the filled slip, eliminates the ingress of impurities into the slip.

Указанные технические преимущества заявляемого устройства позволяют получать изделия из кварцевой керамики и других керамических материалов методом водного шликерного литья различной формы (полусфера, парабола и др.). Упрощается технология формования заготовок. Улучшается качество изделий.These technical advantages of the claimed device allow to obtain products from quartz ceramics and other ceramic materials by the method of water slip casting of various shapes (hemisphere, parabola, etc.). The technology of forming blanks is simplified. The quality of products is improving.

На чертеже изображен общий вид устройства для формования керамических изделий из водных шликеров в гипсовой форме. Конструкция устройства включает кантователь 1 с приводом, на котором установлена матрица 2, состоящая из перфорированного каркаса, заполненного влагопоглощающим материалом, например гипсом, с отформованным на внутренней поверхности профилем наружного контура формуемого изделия. Разъемный сердечник состоит из фланца 3 с центрирующим штоком 4 и соединенного с фланцем формующего пуансона 5. Сердечник установлен соосно в форме и закреплен в ней посредством соединительных осей 6 и крепежных гаек 7. Центровочный шток выполнен со сквозным каналом 8, где размещается съемный трубчатый литник 9, герметично уплотненный в носке пуансона посредством прокладки 10. На нижнем конце литника предусмотрена заглушка 11 со сквозными отверстиями для прохода шликера, а ее внешняя поверхность повторяет внутренний контур носовой части формуемого изделия.The drawing shows a General view of a device for forming ceramic products from aqueous slips in a gypsum form. The design of the device includes a tilter 1 with a drive, on which a matrix 2 is installed, consisting of a perforated frame filled with a moisture-absorbing material, such as gypsum, with the profile of the outer contour of the molded product molded on the inner surface. The detachable core consists of a flange 3 with a centering rod 4 and a forming punch 5 connected to the flange. The core is coaxially mounted in the form and fixed in it by means of connecting axles 6 and fixing nuts 7. The alignment rod is made with a through channel 8, where the removable tubular sprue 9 is located , hermetically sealed in the toe of the punch by means of gasket 10. At the lower end of the sprue there is a plug 11 with through holes for the passage of the slip, and its outer surface follows the inner contour of the nose of the molds product to be used.

К верхнему концу литника подсоединена литниковая подпиточная емкость 12. Между фланцами сердечника и матрицы установлено промежуточное литниковое кольцо 13 с кольцевой канавкой и сквозными вырезами по внутреннему периметру для прохода шликера из прибыльных емкостей в полость формы.A sprue make-up tank 12 is connected to the upper end of the sprue 12. Between the flanges of the core and matrix, an intermediate sprue ring 13 with an annular groove and through cuts along the inner perimeter is installed for the slip to pass from the profitable containers into the mold cavity.

На обоих торцах литникового кольца размещены уплотнительные прокладки 14, которые обеспечивают герметизацию заливаемой полости. На фланце сердечника установлены через резиновые прокладки подпиточные стаканы 15, соединенные каналами с заливочной полостью. Количество и объем прибыльных емкостей подбирают экспериментально в зависимости от габаритов изделия.On both ends of the sprue ring placed gaskets 14, which provide sealing of the filled cavity. On the core flange, make-up glasses 15 are connected through rubber gaskets, connected by channels to the filling cavity. The number and volume of profitable containers are selected experimentally depending on the dimensions of the product.

Заявляемое устройство работает следующим образом. На кантователь с приводом 1 устанавливают матрицу 2. Затем собирается составной сердечник, при этом на центровочный шток 4 надевается формующий пуансон, соответствующий наружному профилю изделия, и крепится к фланцу 3.The inventive device operates as follows. A matrix 2 is installed on the tilter with drive 1. Then, a composite core is assembled, while a forming punch corresponding to the external profile of the product is put on the centering rod 4 and attached to the flange 3.

Составной сердечник устанавливается в матрицу и закрепляется посредством соединительных осей 6 и крепежных гаек 7. Через технологическое отверстие в матрице заливается наборная масса, например раствор гипса, которая после отвердевания образует профиль наружной поверхности отливаемого изделия. После технологической сушки матрица соединяется с сердечником, собранным со сменным формующим пуансоном, профиль которого соответствует внутреннему профилю отливаемого изделия, при этом между матрицей и сердечником устанавливается промежуточное литниковое кольцо 13 с уплотнительными прокладками 14.The composite core is installed in the matrix and secured by means of connecting axles 6 and fixing nuts 7. A mass is poured through the technological hole in the matrix, for example, gypsum solution, which, after hardening, forms the profile of the outer surface of the molded product. After technological drying, the matrix is connected to a core assembled with a replaceable forming punch, the profile of which corresponds to the internal profile of the molded product, while an intermediate gating ring 13 with sealing gaskets 14 is installed between the matrix and the core.

Затем в сквозной канал 8 центровочного штока устанавливается съемный литник 9 и крепится на фланце сердечника, при этом происходит герметичное уплотнение его в носке сердечника, где установлена прокладка 10. Далее на фланце сердечника устанавливают через уплотнительные прокладки литниковые стаканы 15.Then, a removable sprue 9 is installed in the through channel 8 of the centering rod and fastened to the core flange, while it is hermetically sealed in the core toe, where the gasket 10 is installed. Next, the gating nozzles 15 are installed on the core flange through the gaskets.

Заливку шликера производят через литник 9 до полного заполнения формы, подпиточных стаканов и литниковой емкости. После завершения набора производят разборку устройства в обратном порядке, начиная со слива остатков шликера из подпиточных стаканов. Полученное изделие после отделения от гипса извлекают из формы путем поворота формы на 180°С с помощью кантователя.The slip is poured through the sprue 9 until the mold, make-up glasses, and the sprue tank are completely filled. After completing the set, the device is disassembled in the reverse order, starting from the discharge of the remaining slurry from the make-up glasses. The resulting product after separation from gypsum is removed from the mold by turning the mold 180 ° C using a tilter.

Заявленное устройство для формования керамических изделий обеспечивает возможность получения качественных изделий сложного профиля с большим радиусом закругления при вершине и изделий с неравномерной толщиной стенки.The claimed device for molding ceramic products makes it possible to obtain high-quality products of complex profile with a large radius of curvature at the apex and products with an uneven wall thickness.

Источники информацииSources of information

1. Авторское свидетельство СССР №1570900, МКИ В 28 В 1/26, 1988 г.1. USSR Copyright Certificate No. 1570900, MKI B 28 V 1/26, 1988

2. Патент РФ №2123928, В 28 В 1/26, 1997 г.2. RF patent No. 2133928, B 28 B 1/26, 1997

3. Патент РФ №2137599, В 28 В 1/26, 1999 г. (прототип).3. RF patent No. 2137599, B 28 V 1/26, 1999 (prototype).

Claims

A device for molding ceramic products from aqueous slips, including a moisture-absorbing matrix, a passive composite core, consisting of a flange with a centering rod and a forming punch of the slip filling and feeding system, a control drive, characterized in that the centering rod of the core is made with a through channel in which is placed removable tubular gate with make-up capacity at one end and a plug at the other end, while the gate is fixed at one end on the core flange and sealed at the other end o is sealed in the nose of the forming punch, with gating holes 1-5 mm in diameter provided in the plug, and its outer contour is made along the profile of the inner contour of the molded product.